我國(guó)碳排放研究進(jìn)展-基于Vosviewer 和Citespace 知識(shí)圖譜分析

尹冬雪， 鐘乃凝， 陳東東， 秦嘉駿， 王影嫻， 蘭維娟

（河南科技大學(xué)農(nóng)業(yè)裝備工程學(xué)院，河南 洛陽 471003）

0 引言

由碳排放導(dǎo)致的氣候變化和能源環(huán)境問題是全球面臨的重大挑戰(zhàn)，《全球升溫1.5 °C 特別報(bào)告》明確了將全球變暖限制在1.5 °C 需要到2030 年全球CO2排放比2010 年下降約45%，到2050 年左右達(dá)到“凈零”排放[1]。我國(guó)是世界最大溫室氣體排放國(guó)和能源消費(fèi)國(guó)，碳排放增長(zhǎng)速度和占比也在逐年上升[2]。2005 年我國(guó)碳排放總量的世界占比18%，2017 年升至27.2%，2020 年我國(guó)碳排放量占比再創(chuàng)歷史新高，升至30.7%。由此可見，我國(guó)的碳排放問題不僅關(guān)乎自身發(fā)展還對(duì)世界氣候變化和能源環(huán)境問題的解決起到重要影響。

我國(guó)始終把碳排放問題放在推動(dòng)環(huán)境治理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要位置。對(duì)于碳中和、碳達(dá)峰的態(tài)度是CO2排放力爭(zhēng)于 2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和[3]。目前關(guān)于碳排放研究的報(bào)道較多，陳詩(shī)一[4]研究了能耗和高排放行業(yè)與碳排放的關(guān)系。張友國(guó)[5]研究了經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式各構(gòu)成因素的變化與中國(guó)碳排放強(qiáng)度下降的關(guān)系。邵帥等[6]研究了中國(guó)制造業(yè)產(chǎn)能增加與降低碳排放，尋找碳達(dá)峰路徑的關(guān)系。張華等[7]研究了環(huán)境分權(quán)對(duì)碳排放的影響。蔣含穎等[8]研究指出，未達(dá)峰城市需要梳理借鑒已達(dá)峰城市經(jīng)驗(yàn)，向達(dá)峰城市對(duì)標(biāo)看齊。由此可以看出，關(guān)于碳排放的研究多、范圍廣，這不利于厘清目前碳排放的研究現(xiàn)狀。因此，在科學(xué)計(jì)量、數(shù)據(jù)可視化背景下，本研究通過知識(shí)圖譜對(duì)近20 年我國(guó)碳排放相關(guān)研究熱點(diǎn)和前沿趨勢(shì)進(jìn)行梳理和分析，以期為該領(lǐng)域的相關(guān)學(xué)者提供參考。

1 研究方法

在中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)中，以CO2排放、含碳排放、含CO2排放為篇名，選擇CSSCI、CSCD 和核心期刊限定文獻(xiàn)來源，檢索2002—2021 年20 年間發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)，最終檢索出5 683 篇文獻(xiàn)，利用科學(xué)計(jì)量與可視化工具Citespace5.8.R3 和Vosviewer1.6.18 分析我國(guó)近20 年碳排放研究熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，研究方法具有普遍的適用性和較高的可靠性[9-10]。

2 文獻(xiàn)分析

2.1 碳排放相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量統(tǒng)計(jì)

如圖1 所示，近20 年碳排放相關(guān)研究文獻(xiàn)年刊發(fā)量總體呈現(xiàn)先平緩、后迅速增加、再逐漸降低的趨勢(shì)，2002—2009 年碳排放相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量相對(duì)較少，年發(fā)表量均不高于100 篇。2010—2013 年期間發(fā)文量迅速增加，其中2013 年的年發(fā)表總量達(dá)到583 篇，超過2002—2010 年發(fā)文量之和，發(fā)表量迅速增長(zhǎng)的原因可能是在此期間我國(guó)有關(guān)碳排放的相關(guān)政策相繼出臺(tái)頒布，如《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》全面部署控制溫室氣體排放的重點(diǎn)工作；北京市、上海市、天津市、湖北省、廣東省、深圳市和重慶市7 個(gè)試點(diǎn)建立碳市場(chǎng)并且開始實(shí)質(zhì)交易引起了廣泛關(guān)注。2005—2011 年，隨著碳排放研究的不斷深入及受國(guó)外低碳研究的影響，碳排放驅(qū)動(dòng)因素研究成為這一時(shí)期的主要研究熱點(diǎn)，這與任曉松等[11]研究結(jié)果一致。2014—2021 年關(guān)于碳排放的文獻(xiàn)年發(fā)表總量呈現(xiàn)前期比較穩(wěn)定、后期緩慢降低的趨勢(shì)，但發(fā)表數(shù)量仍保持較高的水平，可能是由于有關(guān)碳排放的研究已經(jīng)相對(duì)全面[12]。

圖1 2002—2021 年碳排放研究年度發(fā)文量Fig.1 Annual number of published studies on carbon emissions from 2002 to 2021

2.2 碳排放文獻(xiàn)作者、發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

2.2.1 碳排放文獻(xiàn)作者分析

在Vosviewer 中設(shè)置文獻(xiàn)篩選條件，文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量為4～40，在9 990 位作者中有648 名作者符合條件，分析其中關(guān)聯(lián)度較高的400 名作者發(fā)現(xiàn)，大部分作者之間聯(lián)系并不緊密。圖2 為碳排放相關(guān)研究文獻(xiàn)作者的合作關(guān)系，節(jié)點(diǎn)數(shù)205 個(gè)，連線數(shù)487 條，共20 個(gè)聚類。作者間形成了19 個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)，各合作網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部聯(lián)系緊密，但相互之間交集不多，說明碳排放相關(guān)研究呈一定的專項(xiàng)區(qū)塊化。根據(jù)最具影響力的10 個(gè)合作網(wǎng)絡(luò)可知，排在前3 名的合作網(wǎng)絡(luò)中領(lǐng)軍人物及其被引最多文獻(xiàn)主題：蔡博峰，主要研究中國(guó)交通行業(yè)對(duì)碳減排方面的影響[13]；趙榮欽，對(duì)各省區(qū)不同產(chǎn)業(yè)空間碳排放強(qiáng)度和碳足跡進(jìn)行對(duì)比分析研究[14]；黃賢金，研究我國(guó)碳排放變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的內(nèi)在聯(lián)系，以及產(chǎn)業(yè)間如何發(fā)展調(diào)整[15]。以上分析表明近年碳排放的相關(guān)研究并未形成重大的研究趨勢(shì)和熱點(diǎn)。

圖2 碳排放相關(guān)文獻(xiàn)作者合作關(guān)系分析Fig.2 Analysis of cooperation relationship between authors

2.2.2 碳排放發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

如表1 所示，排名前10 的發(fā)文機(jī)構(gòu)中，清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院地理研究與資源研究所、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)和北京大學(xué)的發(fā)文總量較高，均超過100 篇，對(duì)于碳排放領(lǐng)域的研究貢獻(xiàn)較大。Citespace 分析得出，各發(fā)文機(jī)構(gòu)間合作關(guān)系節(jié)點(diǎn)數(shù)573 個(gè)，并且只有1 條連線，密度0，說明各院校間合作并不顯著，主要的合作是圖3 中的院校間，呈現(xiàn)出強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、學(xué)科交叉的特征，基于高水平研究機(jī)構(gòu)不同學(xué)科優(yōu)勢(shì)背景，有助于形成良性互動(dòng)的研究氛圍，促進(jìn)了碳排放研究高水平成果的產(chǎn)出[10,16]。

表1 文獻(xiàn)發(fā)表機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of publishing institutions of the literature

圖3 文獻(xiàn)發(fā)表機(jī)構(gòu)間合作關(guān)系分析Fig.3 Analysis of cooperative relationship between institutions

2.3 碳排放高影響力文獻(xiàn)分析

表2 為碳排放相關(guān)研究的高影響力文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，其中徐國(guó)泉等[17]在《中國(guó)人口·資源與環(huán)境》上發(fā)表的《中國(guó)碳排放的因素分解模型及實(shí)證分析：1995—2004》，累計(jì)被引頻次17 029 次，位列第一，該研究表明，能源效率對(duì)我國(guó)碳排放的影響正在減弱，能源結(jié)構(gòu)仍然是以煤炭為主，由經(jīng)濟(jì)發(fā)展引起的我國(guó)碳排放量增長(zhǎng)無法因?yàn)槟茉葱屎湍茉唇Y(jié)構(gòu)的抑制作用而降低，由此可知我國(guó)能源結(jié)構(gòu)是影響碳排放的重要因素之一。陳詩(shī)一[4]發(fā)表的《能源消耗、二氧化碳排放與中國(guó)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展》，累計(jì)被引頻次1 620 次，該研究表明，從我國(guó)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，發(fā)現(xiàn)粗放型增長(zhǎng)仍為一些高能耗和高排放行業(yè)的主要增長(zhǎng)模式，如果要早日實(shí)現(xiàn)我國(guó)工業(yè)完全的可持續(xù)發(fā)展，必須進(jìn)一步提高節(jié)能減排技術(shù)。被引頻次排名前10 的文獻(xiàn)中有5 篇發(fā)表于核心期刊《經(jīng)濟(jì)研究》，3 篇發(fā)表在《中國(guó)人口·資源與環(huán)境》，6 篇文獻(xiàn)研究的主要內(nèi)容是影響碳排放的因素，主要在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、工業(yè)制造和生態(tài)環(huán)境3 方面。目前有關(guān)碳排放的研究以數(shù)據(jù)分析和影響因素為主，分析結(jié)果為加速解決碳排放問題提供了基礎(chǔ)參照和指導(dǎo)方向，這些文獻(xiàn)為碳排放研究奠定了理論基礎(chǔ)。

表2 碳排放高影響力文獻(xiàn)（前10 名）Tab.2 List of high-impact literature on carbon emissions （top 10）

3 研究熱點(diǎn)分析

通過聚類分析研究碳排放主題關(guān)鍵詞（碳排放、碳排放權(quán)、CO2、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境規(guī)劃）頻數(shù)大小及中心性高低，分析碳排放研究熱點(diǎn)。利用Citespace5.8.R和Vosviewer1.6.18 繪制關(guān)鍵詞譜圖。圖4 顯示碳排放研究熱點(diǎn)在同一篇文獻(xiàn)中關(guān)鍵詞存在圍繞文獻(xiàn)中心的內(nèi)部聯(lián)系，在不同文獻(xiàn)中，各文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞之間存在圍繞碳排放主題的外部聯(lián)系。

圖4 關(guān)鍵詞聚類網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.4 Clustering network map of keywords

在Citespace 軟件中將時(shí)間跨度設(shè)為20 年，時(shí)間切片設(shè)定為1 年，關(guān)鍵詞閾值Top N 設(shè)定為50，選擇keyword 模式進(jìn)行可視化分析。由圖4 可知，CO2排放關(guān)鍵詞聚類網(wǎng)絡(luò)圖譜中關(guān)鍵詞聚類共14 個(gè)，節(jié)點(diǎn)數(shù)745 個(gè)，連線數(shù)1 715，密度0.006 2，說明有關(guān)碳排放的研究主要包含14 個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。分析得出，影響碳排放的因素、碳排放過量所產(chǎn)生的影響及減少碳排放的措施為近20 年的3 個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。利用Vosviewer關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析驗(yàn)證Citespace 結(jié)果，其與Citespace 高度吻合。

3.1 影響碳排放因素

如圖5 所示，對(duì)關(guān)鍵詞的分析表明，影響碳排放的主要因素依次為能源消費(fèi)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、城市化及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等，這與現(xiàn)有的研究結(jié)果一致。江唐洋[18]研究表明，碳排放的主要來源是能源消費(fèi)，其主要通過化石燃料的燃燒排放大量的CO2從而影響碳排放。林伯強(qiáng)等[19]研究了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、城市化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放產(chǎn)生的影響，結(jié)果表明，人均收入、能源強(qiáng)度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)都對(duì)CO2排放有顯著影響，其中能源強(qiáng)度中的工業(yè)能源強(qiáng)度是最強(qiáng)的影響因素。林伯強(qiáng)等[20]研究還指出，城市化對(duì)碳排放有重要影響，隨著城市化的發(fā)展，城市人口發(fā)展迅速，人均碳排放量增加，人均GDP 和城市能源強(qiáng)度在極大程度上影響碳排放。

圖5 Vosviewer 關(guān)鍵詞共線圖譜Fig.5 Vosviewer collinear map of keywords

3.2 碳排放主要影響

分析相關(guān)文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞表明，碳排放所產(chǎn)生的影響主要包括3 方面。首先，CO2作為溫室氣體，大氣中增多后會(huì)使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間擴(kuò)散，最終導(dǎo)致地球表面升溫，造成全球氣候變暖[21]。其次，影響農(nóng)業(yè)的發(fā)展，CO2濃度持續(xù)升高影響農(nóng)作物中碳水化合物合成，長(zhǎng)期處于高濃度CO2條件下，作物出現(xiàn)光適應(yīng)現(xiàn)象，光合作用不再增加或有所下降[22-23]。再次，碳排放會(huì)影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，就目前階段來看，碳排放量的增加對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有促進(jìn)作用，但是由于碳排放造成環(huán)境污染及危害人體健康，當(dāng)排放量超過一定閾值會(huì)阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此，不能因?yàn)槠鋵?duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有促進(jìn)作用而無節(jié)制地增加碳排放[24]。

3.3 減少碳排放措施

在中國(guó)知網(wǎng)的核心期刊、CSSCI 和CSCD 數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索“碳減排措施”或含“CO2減排措施”為主題的文獻(xiàn)，共計(jì)496 篇文獻(xiàn)，分析得出主要減排措施為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)和政策法規(guī)兩方面。

3.3.1 低碳經(jīng)濟(jì)

低碳經(jīng)濟(jì)的概念最初由英國(guó)提出。厲以寧等[25]認(rèn)為，低碳經(jīng)濟(jì)主要表現(xiàn)為能源效率的提升、能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及消費(fèi)行為的理性化。莊貴陽[26]認(rèn)為，低碳經(jīng)濟(jì)的實(shí)質(zhì)是能源效率和清潔能源結(jié)構(gòu)問題，核心是能源技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新，目標(biāo)是減緩氣候變化和促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展。付允等[27]認(rèn)為，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式是以低污染、低能耗、低排放，以及高能效、高效率、高效益為基礎(chǔ)，以低碳發(fā)展為發(fā)展方向，以節(jié)能減排為發(fā)展方式，以碳中和技術(shù)為發(fā)展方法的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。其他學(xué)者對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)理解的核心思想都是通過對(duì)經(jīng)濟(jì)及其相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等方式減少碳排放?，F(xiàn)階段低碳經(jīng)濟(jì)的成果主要體現(xiàn)在低碳技術(shù)、碳中和技術(shù)、節(jié)能減排，以及提高清潔能源在能源結(jié)構(gòu)的占比、提高能源利用效率等方面。這些舉措的實(shí)施切實(shí)減少了碳排放，緩解了氣候變化。

3.3.2 政策法規(guī)

政策法規(guī)是由政府或國(guó)家直接出面對(duì)碳排放相關(guān)因素進(jìn)行限制或者管控來減少碳排放的手段。目前較為有效的碳減排政策措施有碳關(guān)稅、碳排放權(quán)等。從現(xiàn)存的有關(guān)碳減排法律制度來看，我國(guó)能夠起到碳減排效果的法律包括環(huán)境保護(hù)基本法、大氣污染防治相關(guān)法律，以及碳封存和碳排放權(quán)交易相關(guān)法律[28]。從政策法規(guī)方面出發(fā)的碳減排措施雖然是最有效果和參照意義的，但是由于碳減排在一定程度上會(huì)影響到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，政策法規(guī)的實(shí)施具有一定的難度。

4 發(fā)展趨勢(shì)分析

目前，碳排放研究由控制排放、能源效率和氣候變化等傳統(tǒng)研究領(lǐng)域逐漸轉(zhuǎn)向碳達(dá)峰、經(jīng)濟(jì)集聚、普惠金融和道路交通研究領(lǐng)域。碳排放領(lǐng)域中相關(guān)關(guān)鍵詞的出現(xiàn)，持續(xù)和結(jié)束的時(shí)間可以反映該領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)變化。

綜合上述分析，結(jié)合圖6 可知，當(dāng)前碳排放研究趨勢(shì)從傳統(tǒng)的圍繞生態(tài)、經(jīng)濟(jì)向碳中和、碳達(dá)峰、碳排相關(guān)效應(yīng)及京津冀等方向發(fā)展。宋杰鯤等[29]研究顯示，碳排放領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)早期關(guān)注“系統(tǒng)”這一詞匯；中期熱點(diǎn)較多，但重點(diǎn)關(guān)注“中國(guó)”這一詞匯，這一時(shí)期“模型”是主要研究工具，同時(shí)關(guān)注能源效率、影響和協(xié)同效應(yīng)等；近幾年學(xué)者們開始使用投入-產(chǎn)出分析，注重效率。能源和排放領(lǐng)域不再是現(xiàn)階段碳排放研究的熱點(diǎn)。

圖6 關(guān)鍵詞標(biāo)簽Fig.6 Keyword tag

5 結(jié)束語

本研究基于知識(shí)圖譜，分析了近20 年我國(guó)碳排放領(lǐng)域的熱點(diǎn)及未來發(fā)展趨勢(shì)。

（1）我國(guó)碳排放相關(guān)研究文獻(xiàn)年刊發(fā)量總體呈現(xiàn)先平緩、后迅速增加、再逐漸降低的趨勢(shì)，其中2010年是發(fā)文量迅速增長(zhǎng)的開端，2017 年后呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢(shì)，但發(fā)表數(shù)量仍保持較高的水平，可能是由于有關(guān)碳排放的研究已經(jīng)相對(duì)全面。

（2）碳排放領(lǐng)域的研究人員間合作網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部聯(lián)系緊密，并呈現(xiàn)出一定的專項(xiàng)區(qū)塊化。研究機(jī)構(gòu)中發(fā)文總量位列前3 的單位分別為清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，對(duì)碳排放領(lǐng)域的研究貢獻(xiàn)較大。

（3）碳排放研究領(lǐng)域的高影響力文獻(xiàn)中《中國(guó)碳排放的因素分解模型及實(shí)證分析：1995—2004》累計(jì)被引頻次17 029 次，位列第1，有關(guān)碳排放的研究以數(shù)據(jù)分析和影響因素分析為主，分析結(jié)果為碳排放研究奠定了理論基礎(chǔ)。

（4）碳排放研究熱點(diǎn)在同一篇文獻(xiàn)中關(guān)鍵詞存在著圍繞文獻(xiàn)中心的內(nèi)部聯(lián)系，在不同文獻(xiàn)中，各文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞之間存在著圍繞碳排放主題的外部聯(lián)系。本研究關(guān)于碳排放的研究主要包含14 個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，分析得出，影響碳排放的因素、碳排放過量所產(chǎn)生的影響及減少碳排放的措施為近20 年的3 個(gè)熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。

（5）碳排放研究趨勢(shì)從傳統(tǒng)的圍繞生態(tài)、經(jīng)濟(jì)，向碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)中的提前達(dá)峰、削峰發(fā)展，以及相關(guān)效應(yīng)和京津冀等方向發(fā)展。